“浅谈水工环地质技术在地质灾害治理中的应用”

“浅谈水工环地质技术在地质灾害治理中的应用”

孔赛赛

河南省资源环境调查四院有限公司  郑州450000

摘要：地质灾害治理的主要目标是了解地质灾害的详细过程，了解地质灾害发生的频率。地质灾害的突发性和分布不均决定了地质灾害监测的重要性，应根据不同地质灾害的特点，采用先进的检测技术和方法，为地质灾害治理提供有利的前提条件。本文通过介绍水工环地地质监测三种不同的技术，探讨了遥感信息技术、北斗定位技术和GNSS技术在地质灾害治理中的应用，以提高水工环地质技术在地质灾害治理中的应用效果。

关键词：监测；系统；精度；站点；设备

随着人类对环境破坏的加剧，自然灾害也变得越来越频繁。在自然灾害中，地质灾害的威胁最大，重大地质灾害可导致人员伤亡和财产损失地质灾害防治工作受到高度重视。因此，为了避免地质灾害，有必要对水工环地质技术在地质灾害治理工程中的应用进行分析。

一、水工环地质技术

水工环地质技术以现代科学技术为主，重点对地下地质构造进行深入调查，最大限度地避免地质灾害，减少自然灾害对我国人民安全、生命和财产的影响。但在当前情况下，水工环地质技术在我国的应用越来越普遍，实用性也越来越高。因此，合理应用水工环地质技术进行地质灾害治理已成为必然趋势。

二、地质灾害分类及特征分析

一是地震灾害，地震灾害作为一种常见的地质灾害，其根本原因是不规则运动引起的地震灾害的发生。地震造成的破坏性和严重性问题非常明显，很容易对财产和个人生命构成严重威胁。鉴于地震防灾的现状，有关人员提倡利用地质勘探技术等预报技术，灾害问题的准确预测和分析。 二是地面塌陷。地面沉降灾害的主要原因是存在不规范的作业行为或预期设计与实际情况不符。因此，在正式施工过程中，地质结构会遭受施工破坏，从而引发滑坡等地质灾害[1]。当我们发现水下地基存在问题时，不仅会威胁到设施的建筑安全，还会威胁到当地作业人员的人身安全。三是滑坡和泥石流灾害。原则上，灾害问题可以视为地质灾害管理中的病害。滑坡和泥石流灾害的根源不仅是自然因素，还与工程项目的建设和社会资源的利用有关。有鉴于此，建议相关人员加强滑坡泥石流灾害治理，防止地质灾害频发。第四个是地裂缝。地质灾害的发生往往伴随着区域压裂，严重时甚至导致安全事故。一般来说，地层断裂地质灾害的发生往往与地下水的运动有关。由于地下水开采过程缺乏科学规划，过度开采时有发生。长此以往，该地区主体结构将缺乏安全保障，导致地面出现大面积裂缝。

三、水工环地质环境监测技术在地质灾害治理中的应用

（一）水工环地灾治理中的遥感信息监测技术应用

1.遥感信息技术应用原理与方法

遥测技术广泛应用于地质研究，具有获取基本构造、地质标志、水文标志等特点。从采集到的图像特征可以理解地下水的分布规律，通过间接植被分析证明地下沉降；可通过遥感技术入渗检测古河道分布特征。还可以借助红外热成像来检测地表水的确切位置等，实现水污染监测。

随着高新技术的发展和进步，遥感信息技术已经从单源向多源、从静态向动态发展。 该技术对来自多个来源的信息进行复杂分析，其中“复合”对象包括照片、地图、遥测信息和非遥测数据。根据物体的特征，选择最佳延时照片，并采用合理的分类算法对其进行分类。在灾害管理中，遥感信息技术主要用于地质灾害监测。首先，研究从中等遥感图像获得的调查数据，识别危险区域，然后通过研究从更高的传感器图像获得的调查数据，在距离上标记危险地质体。上述原则的应用取决于准确性和多样性。其准确性决定了其实施的对象和目标。“低精度”适用于区域监测，以帮助控制灾害机制的变化。 “高精度”是指对威胁组织的详细监控，以便确定其活动的优先级或目标。

2.遥感信息技术应用的优缺点

广济扫描遥控传感器不仅优化了红外和可见光采集技术，还扩大了服务带宽，增强了遥感信息技术应用的便捷性。目前，用于灾害管理监测的传感器和远程传感器已经具备探测波长更长的电磁波的能力，对红外和可见光的探测已经达到纳米级水平。遥感信息源价格昂贵，必须实时或定期提供，以获得实地灾害预警和预报。由于资金有限，不能广泛使用，只能用于重点项目。现有的高分辨率图像没有得到有效利用，离实际需求还很远。遥感信息技术在灾害监测中的作用尚未得到充分挖掘，主要用于宏观调查。因此，加强这项技术的研发是十分必要的。

（二）北斗定位监测技术在沉降地质监测中的应用

1.北斗地质沉降监测方法

北斗定位系统以卫星定位站参考技术为基础，使用双差分模型优化 RTK 技术和数据同步监测站。以参考点为基础，综合判断地质倾角监测点的变形情况。在北斗定位中，地质沉降监测的实施依赖于定位的准确性，因此被称为北斗高精度测量技术。 为解决电磁波的电离层延迟问题，可以采用双频接收机同时处理两个不同频率的载波信号[2]。 在观测数据中的误差保持不变的情况下，可以通过观测信息对其进行校正，并可以创建相应的模型。此外，距输出和载波相位为北斗定位解决方案提供支持。

2.北斗沉没地质监测的实现

首先，地下水活动规律对于监测地质沉降非常重要。必须监测不同气候环境中地下水位和水量的变化，以充分了解其对地质沉降的影响。

其次，基准站的选择是监测系统可靠性的保证。参考站必须配备北斗接收器才能接收观测数据。要知道施工区域的坐标，选择稳定区域。为保证基准站建设区域内有足够的信号覆盖，视野要宽，区域内不能有障碍物。为了避免来自参考站的干扰，必须远离高压电力线和大型变电站。 应尽可能避免使用这种高功率无线设备。参考站不需要有人值守，必须配备备用电源，通信必须流畅稳定。

最后，做好监测站的设计工作。根据变形特点，合理设置检测中心。为了达到观测的目的，真实地反映变形，在测点配置一个卫星接收器。 监测站必须选择地质变化和重大变化的位置。 观景台必须充分发挥作用，以避免阻挡或反射多条路径，并且必须在 1.5m 至 1.7m 的距离内操作。

3.通信网络的选择

初步建设完成后，还需要建立一个通信网络，在站点之间建立有效的通信。适用于北斗地质监测系统的方法有很多，如无线蓝牙、无线WIFI、ZigBee、受限光纤等。由于中心距小，植被面积大，必须采用无线传输通信。基于系统采集到的大量数据，并且地点之间有合适的距离，CPE+无线基站+网桥是实践中最理想的通信方式。

（三）GNSS技术在滑坡应急变形监测中的应用

1.GNSS技术测试内容

（1）设置检测基站。探测参考站应综合考虑目标位置山体的走向和形态，结合岩土结构和滑坡区实际情况进行合理定位。（2）设置动态检测点。这个过程是监测 GNSS 技术的主要部分。 通过部署自动检测系统，我们完成了目标区域的扫描和报告，包括对这些位置的监控。在这种过程环境下，需要高度重视通信系统的建设，严格控制通信质量，防止后期因数据采集不足而造成监控质量的损失。（3）设置信号接收器监视器。 该过程的重点是使用 GNSS 技术监测滑坡的紧急变形。 接收器位置的选择，尤其是金属矿物的位置，必须与控制站的位置相结合，防止后续信号接收受到谐波干扰[3]。（4）数据处理的监控。这部分主要涉及计算机软件数据处理和后续人工分析评估。需要说明的是，同济大学GPSADJ软件系列和TGPPS主要用于二维和三维网格的横向区分。

2.GNSS技术的应用特点

(1)高准确率。 GNSS平面监测数据精度达到5mm水平。如果可以同时使用5颗以上的卫星进行监测，精度可以达到1cm。这种高精度的监测数据，尤其是大范围的区域监测，也非常适合一些大型项目。(2)监测方法多样。GNSS监测技术可分为动态、静态和快速三种模式。 动态检测精度为5mm，实际误差小于2cm。静态监控需要3到5个接收器来创建检测网络并在指定区域进行操作。这种静态跟踪主要用于平面工程类项目的变形监测。而快速监测则适用于短期内发生的边坡变形或公路工程变形等。(3)天气和地质作业。它的主要特点是不受气候和地形的限制，适用于任何有信号的区域。

3.GNSS技术应用注意事项

设备的质量决定了GNSS监测技术在地质灾害中的有效性，因此，必须选择合理的GNSS技术检测设备。在实际应用中，更好的接收器，如NSS、gv-X9、北斗GNSS、单频GNSSOceanSuperstar。设备的选择应考虑到可靠稳定的信号接收、准确的数据处理，以及选择具有更高价值和可取性的设备。

结语：

综上所述，水工环地质监测技术多种多样，具有不同的优势、内容和范围。在灾害管理的应用中，要根据实际情况做出合理的选择，充分利用跟踪技术。监管者要监督运行，合理选择监测设备，提高监测数据的准确性和质量。

参考文献

[1]姚学军.探究水工环地质技术在地质灾害治理中的应用[J].低碳世界,2020,10(08):65-66.

[2]杨伟.水工环地质在地质灾害治理中的应用策略分析[J].华北自然资源,2022(02):65-67.

[3]刘春国,张洪顺,陈友勇.地质灾害治理中的水工环地质技术应用[J].世界有色金属,2021(12):163-164.